«интеграция казахстанской науки в международное научно образовательное пространство»
жүктеу/скачать 8,62 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Уандыкова М.К.
- Keywords
- Нагрев Остыв. Нагрев
- Краткое резюме
- Байтенова Л.М.
- Ключевые слова
Әдебиеттер: 1.
―Новые педагогичечские и информационные технолгии в системе образования‖, под.ред. Е.С. Палат- М.2000,-296 стр. 2.
дидактические проблемы; перспективы использования. - М.: "Школа-Пресс", 1994. - 206 с. 3.
технологии.-Москва: МарТ, Феникс, 2011 г.- 386 с. 4.
Ӛтелбаев М., Зәуірбеков С., Адамов Ә. Ақпарат қорғау мен криптография негіздері (оқу құралы). – Астана: Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ, 2012. -104 б. 5.
Зорина.-М.:Академия АйТи: ДМК,2004.
Бұл мақалада Интернетте ақпаратты тарату параметрлеріне талдау жасалған. Интернетте таратылатын ақпараттарды талдау кретерийлері анықталып, бірқатар порталдарға салыстырмалы талдау жасалған.
На рх оз У ни ве рс ит ет і 74
Краткое резюме В данной статье делается анализ на параметры распространения информации в Интернете. Определены кретерий анализа распространения информации в Интернете и сделан сравнительный анализ на некоторые порталы.
This article is an analysis on the parameters of the spread of information on the Internet. Kretery analysis identified the dissemination of information on the Internet and made a comparative analysis on some portals. УДК 621.380 Маняхин Ф.И. НИТУ «МИСиС», Москва, РФ Д.ф.-м.н., профессор Уандыкова М.К. Университет «Нархоз» к.э.н., и.о.профессора
ширина запрещенной зоны, собственная концентрация полупроводника. Keywords: Temperature p-n junction, a current of return displacement, width of the forbidden zone, intrinsic concentration of the semiconductor Кілттік сӛздер: p-n температурағаауысу, p-n ауысу, токкеріығысу, енітыйымсалынғанаймақтыңӛзіндікконцентрациясыжарты ӛткізгіш.
Температура p-n структуры существенно влияет на ее свойства и параметры. Наиболее чувствительными параметрами являются обратный ток и прямое напряжение смещения. В рабочем режиме при прямом смещении в области p-n перехода выделяется значительная энергия, приводящая к разогреву диодной структуры и изменению указанных параметров. Большинство методов измерения температуры диодной структуры позволяет измерить ее интегральное значение, т.е. среднее значение по кристаллу. В ряде случаев это не позволяет интерпретировать поведение характеристик и параметров приборов. Так скорость деградации светового потока светодиодов экспоненциально зависит от
температуры именно
металлургической границы [1 Ф.И. Маняхин. ], а не от интегральной температуры кристалла, которая в несколько раз меньше ее. В настоящей работе представлена теория измерения температуры металлургической границы p-n перехода и описан принцип ее измерения. На рх
У ни ве рс ит ет і 75
Несмотря на сильную зависимость от температуры обратного тока, при его измерении возникают трудности технического характера. Более просто контролировать температурную зависимость прямого напряжения смещения. В представляемом методе через p-n структуру задают прямой ток около 10 мкА. При этом токе, как правило, наблюдается его экспоненциальная зависимость от напряжения смещения
qU I I exp
0 , (1) где I – прямой ток через p-n переход, I 0 – обратный ток, q – элементарный заряд, U – прямое напряжение смещения, m –фактор неидеальности (обычно m=1-2), k – постоянная Больцмана, Т – температура металлургической границы p-n перехода. Для резкого n + -p перехода обратный ток описывается выражением p n n i p L D qn I 2 0 , (2) где n i
n – коэффициент диффузии электронов, L n диффузионная длина электронов, p p – концентрация дырок в p-области p-n структуры. Выражение для расчета собственной концентрации имеет вид
kT E N N p n n g V C p n i 2 exp 5 . 0 5 . 0 , (3) где n
n – концентрация электронов в n-области, N C , N
V – плотности состояний зоны проводимости и валентной зоны соответственно, E g – ширина запрещенной зоны. Раскрывая выражения для N C и N
V и подставляя численные значения констант, получим
T E T m m m kT E T m m h k n g p n g p n i 2 exp 10 9 . 4 2 exp 2 2 0 2 / 3 4 / 3 2 0 * * 15 2 / 3 4 / 3 * * 2 / 3 2 , (4) где h – постоянная Планка, *
m , * p m - эффективные массы электронов и дырок соответственно, m 0 – масса свободного электрона, E g0 – ширина запрещенной зоны при 0К, - температурный коэффициент изменения ширины запрещенной зоны. Логарифмируем выражение (1), делаем функцией температуры прямое падение напряжения 0 ln ln I I q mkT U . (5) После подстановки в (5) выражения (2) и вводя константы, получим
kT T E T C I q mkT U g 0 ) ln(
3 ) ln( . (6) На рх оз У ни ве рс ит ет і
76
В (5) 4 / 3 2 0 * * 15 10 9 . 4 ln(
2 ln
m m p L qD C p n p n n . Принимая во внимание слабую температурную зависимость ) ln(
3 T в (6)
окончательно получим aT E m U g 0 , (7) где
. Для полупроводника, у которого подвижность =1000 см 2 /Вс, время жизни носителей заряда =10 -9 с, p
p =10
19 см
-3 при I
0 =10
-5 А а=2.2 10
m [В/К]. Для реализации измерения температуры p-n перехода разработано устройство, схема которого приведена на рис.1ю Измерительное устройство сопряжено с персональным компьютером, который управляет моментами подачи импульса напряжения на вход А для задания тока через диод, замыканием ключа К1 для записи в ПК значения импульса напряжения на выходе первого операционного усилителя, рис.2, и замыканием ключа К2 для стирания информации. Рис.1. Схема измерителя температуры p-n перехода
На рис.2 приведены диаграммы, поясняющие принцип измерений
Рис.2. Диаграммы работы измерителя температуры p-n перехода Нагрев Остыв. Нагрев
t t t t t
В К1 К2 АЦП На рх оз У ни ве рс ит ет і
77
Резистор R ограничивает ток на уровне 10 мкА. По программе управления замыкается ключ А и через диод пропускается ток нагрева. При этом прямое напряжение уменьшается, диаграмма В. После некоторой выдержке контакт А размыкается и через диод протекает ток 10 мкА. В момент отключения контакта А кратковременно замыкается ключ К1 и пиковый детектор записывает в АЦП напряжение, соответствующее нагретому p-n переходу. Затем замыканием контакта К2 напряжение сбрасывается, после чего контакты К1 и К2 приводятся в исходное. Через некоторый промежуток времени кристалл остывает, и напряжение на p-n переходе увеличивается. В этот промежуток времени с помощью переключения контактов К1 и К2 записывается напряжение, соответствующее остывшему p-n переходу. Персональный компьютер проводит вычисление разности напряжений и температуры перегрева p-n перехода. Информация выводится на монитор ПК. Материал публикации может быть использован в учебном процессе в курсах «Прикладная информатика», «Физика
полупроводниковых приборов», «Измерительная техника». Работа выполнена при финансировании в рамках программы повышения конкурентоспособности НИТУ «МИСиС» 5-100.
Представлены математический аппарат метода измерения температуры p-n перехода и схема устройства для его реализации.
Are presented the mathematical device of a method of measurement of temperature p-n transition and the scheme of the device for its realization.
p-n ауысу температурасын ӛлшеудің математикалықаппарат әдісі және оныжүзеге асырудың құрылымдық сызбасы ұсынылған.
На рх оз У ни ве рс ит ет і 78
УДК 621.380 Маняхин Ф.И., НИТУ «МИСиС», Москва, РФ Д.ф.-м.н., профессор Байтенова Л.М., Унивесритет «Нархоз» д.э.н., доцент
Унивесритет «Нархоз» к.э.н., и.о.профессора
фарадный метод, светодиоды, структуры AlGaN/InGaN/GaN. Keywords:Visualization of distribution of an impurity, volt-capacitance method, light-emitting diodes, structures AlGaN/InGaN/GaN/ Кілттік сӛздер: вольт-фарад әдісі, AlGaN/InGaN/GaN құрылымы.
Распределение примеси в области квантовых ям светодиодов на основе структур AlGaN/InGaN/GaN играет большую роль в обеспечении высокой квантовой эффективности. Важным при этом является возможность контроля обеспечения технологическими параметрами формирования области квантовых ям и стабильности распределения примеси. Для этих целей используются как разрушающие (послойное травление и измерение поверхностной концентрации примеси), так и неразрушающие (вольт- фарадные) методы измерения распределения примеси. Разрушающие методы трудоемки и непригодны для слоев с высоким градиентом примеси, характерным для квантовых ям. Одним из распространенных методов измерения распределения примеси в относительно слабо легированной области резкого p-n перехода относительно металлургической границы является метод измерения приращения барьерной емкости
напряжения смещения
смещения U. Зависимость концентрации примеси N от расстояния до металлургической границы определяется формулами [1]: 1 0
) ( U C q U C N ; ) ( 0 U C S X , (1) где С(U) – барьерная емкость p-n структуры при заданном напряжении обратного смещения, q – заряд электрона,
- относительная и абсолютная диэлектрические проницаемости соответственно, Х – расстояние сечения На рх оз У ни ве рс ит ет і
79
профиля концентрации от металлургической границы p-n перехода, S – площадь p-n структуры. Этот метод трудоемкий и, кроме того, требует установку приращения напряжения смещения
определения концентрации. Для уменьшения ошибки измерений необходимо проведение нескольких измерений N при одном напряжении смещения U и последующем усреднении результатов. В настоящей работе описывается метод измерения распределения концентрации примеси, позволяющий визуализировать профиль распределения примеси при пошаговом изменении напряжения смещения на
с использованием персонального компьютера, управляющего измерительной установкой по специальной программе. Суть метода заключается в следующем. На исследуемую структуру, установленную в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя, рис.1, одновременно подаются напряжение обратного смещения с шагом
0 и с
частотами f 1 и f 2 , различающимися на
1 , f 2 через калиброванную емкость конденсатора С 0
U составляет несколько десятков милливольт. U изменяется от 0 до напряжения пробоя p-n перехода.
Рис.1. Условно-графическое изображение измерительного блока. 1 и 2 – синхронные детекторы.
В результате на выходе операционного усилителя можно селективно выделить сигналы на двух частотах 2 2 1 f f и ) ( 2 1 f f . Сигнал со средней частотой содержит информацию о расстоянии сечения профиля концентрации примеси X от металлургической границы p-n перехода, а сигнал с разностной частотой содержит информацию о концентрации примеси в этом сечении N. Любую диодную (барьерную) структуру, которая находится под действием постоянного напряжением смещения U и малого переменного о На
оз У ни ве рс ит ет і
80
напряжения U 0 , эквивалентно можно представить в виде последовательно включенных постоянной барьерной емкости C и динамической барьерной емкости C D . Величины C и C D могут быть рассчитаны по формулам:
0 ; X S D C 0 2 , (2) где
X- амплитуда модуляции ширины области пространственного заряда (ОПЗ) относительно X при наложении на постоянное напряжение смещения U малого переменного напряжения смещения с амплитудой U
Если создать условия, при которых вместо напряжения модуляции U 0
модуляцию ОПЗ создавать малым переменным зарядом q(t) с постоянной амплитудой
] 2 ) ( 2 sin[ ] 2 ) ( 2 cos[ ) ( 2 1 2 1 t f f t f f Q t q , (3) то переменное напряжение на барьерной структуре рассчитывается по формуле: ] 2
( 2 sin[ ] 2 ) ( 2 cos[ ) 2 ) ( ( ) ( 2 1 2 1 0 0 t f f t f f S t X Q S X Q t u C , (4) Как правило, площадь ОПЗ диодной структуры одинаковая по всей области ее изменения при различных напряжениях смещения. Поэтому при постоянстве
может быть представлена выражением:
. (5) N – усредненная по
ОПЗ (на расстоянии Х от границы сильно легированного слоя - металлургической границы). Подставляя (3) в (4) получим: 2 2 1 2 1 2 0 2 2 1 2 1 0 2 ) ( 2 sin[ ] 2 ) ( 2 cos[ 2 ] 2 ) ( 2 sin[
] 2 ) ( 2 cos[ ) (
f f t f f N S q Q t f f t f f S X Q t u C . (6)
При разложении произведений тригонометрических функций на элементарные составляющие получим выражение, показывающее, что напряжение u С (t) состоит из нескольких гармоник с частотами f 1 , f 2 , 2f 1 , 2f 2, (f 1 +f 2 ), (f 1 -f 2 ). Первые две из указанных гармоник содержат информацию о ширине ОПЗ (сечении профиля примеси), остальные - о величине концентрации примеси в этом сечении На выходе фазовых детекторов, рис.1, выделяют сигналы, идущие с выхода операционного усилителя, на суммарной частоте и разностной частоте. По амплитуде первого сигнала определяют сечение профиля На рх
У ни ве рс ит ет і 81
примеси, отсчитываемое от края сильно легированной области диодной структуры (или от границы металла барьера Шоттки, или от границы диэлектрика МДП структуры): X U U C S X 0 0 0 , (7) где U Х - амплитуда выходного сигнала операционного усилителя на суммарной частоте частоте. По амплитуде выходного сигнала операционного усилителя на частоте (f 1 -f 2 ) - U N , - определяют величину концентрации на краю области пространственного заряда p-n перехода - N(Х):
U q S U C X N 0 2 0 0 2 1 ) ( ) ( . (8) Разделение сигналов U W и U N по сильно различающимся частотам f 1 и
(f 1 -f 2 ) облегчает техническую реализацию их выделения. На рис.2 представлено распределение концентрации примеси в области квантовых ям
светодиодов зеленого свечения со
структурой AlGaN/InGaN/GaN. Разрешение по глубине профиля составляет 1 нм.
Рис.2. Профили распределения примеси в области квантовых ям светодиодных структур AlGaN/InGaN/GaN зеленого свечения жүктеу/скачать 8,62 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|